運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)(3)-在線瀏覽
2024-09-17 11:21本頁(yè)面
【正文】 A GT M TG + + + Utg Ud Id n + + Un ?Un U*n Uc UPE + d n ? 調(diào)節(jié)原理 在反饋控制的閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)中，與電動(dòng)機(jī)同軸安裝一臺(tái)測(cè)速發(fā)電機(jī) TG ，從而引出與被調(diào)量轉(zhuǎn)速成正比的負(fù)反饋電壓 Un ，與給定電壓 U*n 相比較后，得到轉(zhuǎn)速偏差電壓 ?Un ，經(jīng)過(guò)放大器 A，產(chǎn)生電力電子變換器 UPE的控制電壓 Uc ，用以控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 n。 Uc Ud0 u ~ AC DC d0 ? UPE的組成（續(xù)） 目前， 組成 UPE的電力電子器件有如下幾種選擇方案： ?對(duì)于中、小容量系統(tǒng)，多采用由 IGBT或 PMOSFET組成的 PWM變換器； ?對(duì)于較大容量的系統(tǒng)，可采用其他電力電子開關(guān)器件，如 GTO、 IGCT等； ?對(duì)于特大容量的系統(tǒng)，則常用晶閘管觸發(fā)與整流裝置。 為了突出主要矛盾 ， 先作如下的假定： （ 1） 忽略各種非線性因素 ， 假定系統(tǒng)中各環(huán)節(jié)的輸入輸出關(guān)系都是線性的 ， 或者只取其線性工作段； （ 2） 忽略控制電源和電位器的內(nèi)阻 。min/r） ； — UPE的理想空載輸出電壓； — 電樞回路總電阻 。 電動(dòng)機(jī)環(huán)節(jié)放大系數(shù)為 espCKKK ??nEC ?e?注意： 閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性表示閉環(huán)系統(tǒng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與負(fù)載電流 （ 或轉(zhuǎn)矩 ） 間的穩(wěn)態(tài)關(guān)系 ， 它在形式上與開環(huán)機(jī)械特性相似 ，但本質(zhì)上卻有很大不同 ， 故定名為 “ 靜特性 ” ， 以示區(qū)別 。運(yùn)用結(jié)構(gòu)圖運(yùn)算法同樣可以推出式（ 135）所表示的靜特性方程式，方法如下：將給定量和擾動(dòng)量看成兩個(gè)獨(dú)立的輸入量，先按它們分別作用下的系統(tǒng)求出各自的輸出與輸入關(guān)系式 b）只考慮給定作用時(shí)的閉環(huán)系統(tǒng) c）只考慮擾動(dòng)作用時(shí)的閉環(huán)系統(tǒng) )1(e*nspKCUKKn??)1(edKCRIn???U*n Kp Ks ? 1/Ce Uc ?Un n Ud0 Un + + Kp Ks ? 1/Ce IdR n Ud0 + E 由于已認(rèn)為系統(tǒng)是線性的，可以把二者疊加起來(lái)，即得系統(tǒng)的靜特性方程式 （ 135） )1()1( ede*nspKCRIKCUKKn???? 開環(huán)系統(tǒng)機(jī)械特性和閉環(huán)系統(tǒng)靜特性 的關(guān)系 比較一下開環(huán)系統(tǒng)的機(jī)械特性和閉環(huán)系統(tǒng)的靜特性，就能清楚地看出反饋閉環(huán)控制的優(yōu)越性。 在同樣的負(fù)載擾動(dòng)下 ， 兩者的轉(zhuǎn)速降落分別為 和 它們的關(guān)系是 Knnl ????1opc(138) edop CRIn ?? )1(edc KCRInl ???? 系統(tǒng)特性比較 ? 系統(tǒng)特性比較（續(xù)） （ 2）如果比較同一的開環(huán)和閉環(huán)系統(tǒng)，則閉環(huán)系統(tǒng)的靜差率要小得多。 如果電動(dòng)機(jī)的最高轉(zhuǎn)速都是 nmax；而對(duì)最低速靜差率的要求相同 ， 那么： 開環(huán)時(shí) ， 閉環(huán)時(shí) ， 再考慮式 （ 138） ， 得 opc )1( DKD l ?? (140) )1(opNop snsnD??? )1(c Nc snsnDll ???? 系統(tǒng)特性比較（續(xù)） ? 系統(tǒng)特性比較（續(xù)） （ 4）要取得上述三項(xiàng)優(yōu)勢(shì)，閉環(huán)系統(tǒng)必須設(shè)置放大器。 把以上四點(diǎn)概括起來(lái)，可得下述結(jié)論 ： 結(jié)論 2： 閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)可以獲得比開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)硬得多的穩(wěn)態(tài)特性，從而在保證一定靜差率的要求下，能夠提高調(diào)速范圍，為此所需付出的代價(jià)是，須增設(shè)電壓放大器以及檢測(cè)與反饋裝置。min/r， Ce = esp ???? CKKK?? 系統(tǒng)調(diào)節(jié)過(guò)程 ? 開環(huán)系統(tǒng) Id ? ? n? 例如：在圖 126中工作點(diǎn)從 A ? A’ ? 閉環(huán)系統(tǒng) Id ? ? n? ? Un? ? ?Un? ? n? ? Ud0? ? Uc? 例如：在圖 126中工作點(diǎn)從 A ? B n 0 OId Id1 Id3 Id2 Id4 A B C A’ D 閉環(huán)靜特性 開環(huán)機(jī)械特性 圖 126 閉環(huán)系統(tǒng)靜特性和開環(huán)機(jī)械特性的關(guān)系 Ud4 Ud3 Ud2 Ud1 由此看來(lái) ， 閉環(huán)系統(tǒng)能夠減少穩(wěn)態(tài)速降的實(shí)質(zhì)在于它的自動(dòng)調(diào)節(jié)作用 ， 在于它能隨著負(fù)載的變化而相應(yīng)地改變電樞電壓 ，以補(bǔ)償電樞回路電阻壓降 。 1. 被調(diào)量有靜差 從靜特性
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